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深部近距离中厚煤层群矿压显现规律及巷道支护技术研究

杨东辉  
【摘要】:本文以平煤股份一矿三水平深部戊组近距离中厚煤层群为主要研究对象,采用理论分析、现场实测、数值模拟和工业性试验方法,对深部近距离煤层的围岩应力分布规律及覆岩结构特征、矿山压力显现规律、回采巷道合理位置及支护方式做了初步的探索性研究。 运用弹塑性和滑移线场理论,推导出深部近距离下煤层顶板损伤破坏深度。结合下煤层开采时的矿压规律和覆岩结构特点,将其视为块体—散体结构,以采面的上部开采边界条件作为散体边界条件,运用“块体—散体”顶板结构模型对下煤层顶板岩层结构进行了稳定性分析,阐述了深部近距离下煤层开采时顶板易冒落的机理,为确定下煤层工作面支架载荷和进行采场围岩控制提供了理论基础。通过对现场矿压观测数据的整理分析,得出了深部近距离煤层戊8-31080和戊9-10-31040工作面的矿压显现基本规律。采用非线性二维弹塑性有限元软件Phase2,模拟了近距离上、下煤层开采时的围岩应力分布规律。针对戊9-10-31040工作面回采巷道,研究了深部近距离顶煤层开采煤柱载荷在底板煤岩层中的非均匀应力分布规律,揭示了支护体结构出现局部过载、直至失稳的原因。结合以上研究结果对深部近距离下煤层回采巷道的合理位置进行探讨,并对戊8煤层塑性煤柱宽度进行计算,同时针对锚杆桁架系统支护技术进行工业性试验,取得了良好的效果。


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